Устройство предупреждения прихвата бурильного инструмента Советский патент 1992 года по МПК E21B23/00 

Изобретение относится к устройствам, предотвращающим прихваты бурильных труб, и предназначено для подачи сигнала по истечении допустимого, заранее установленного времени неподвижности бурильных труб в скважине.

Известно автоматическое устройство для предупреждения прихвата бурильного инструмента, содержащее датчик пути, реле времени и выходные сигнальные приборы.

Недостатком известного устройства является то, что в нем не предусмотрен контроль за временем неподвижности бурильных труб, спущенных в прихватоо- пасную зону и разгруженных на роторе, не учитывается вращение труб ротором, что

может привести к периодическому срабатыванию сигнальных приборов.

Известно устройство для предупреждения прихвата бурильного инструмента, содержащее датчик пути и нагрузки, постоянные магниты барабана лебедки и корпуса стола ротора, контакты которых соединены через соответствующие последовательно соединенные счетчик-фиксатор и дискретный выключатель со входом реле времени, выход которого соединен с сигнализатором.

Недостатком известного устройства является то, что датчик пути и нагрузки выполнен в виде гидромеханической схемы, усложняющей общую конструкцию устройства.

2

ГО

1 о ю

Целью изобретения является упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик нагрузки, постоянные магниты барабана лебедки и корпуса стола ротора, контакты которых соединены через соответствующие последовательно соединенные счетчик-фиксатор и, дискретный выключатель с входом реле времени, выход которого соединен ссигнализа- тором, согласно изобретению датчик нагрузки выполнен на тензорезисторах, которые установлены на узле крепления неподвижного конца каната и на нижней части стола ротора.

На чертеже показана электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник питания 1, к которому подключены две параллельные цепи: цепь лебедки и цепь ротора. Ис- точник питания включает источник постоянного тока, например аккумулятор, а также выпрямитель, подключенный к сети переменного тока и вырабатывающий постоянный ток. Кроме того, в источнике пита- ния предусмотрено автоматическое переключение с выпрямителя на аккумулятор в случае отключения сетевого напряжения.

В цепи лебедки на механизме крепле- ния 2 неподвижного конца каната 3 установлен тензорезистор 4, настроенный на определенную нагрузку, соответствующую весу бурильной колонны, опущенной в при- хватоопасную зону. Сигнал с тензорезисто- ра 4 поступает на реле 6, которое замыкает цепь при соответствующем весе бурильной колонны.

В цепи ротора имеется тензорезистор 5, установленный под столом ротора и воспри- нимающий вес бурильной колонны, разгруженной на стол ротора. Сигнал с тензорезистора 5 поступает на реле 7, замыкающее цепь ротора.

На валу барабанной лебедки и корпусе стола ротора установлены постоянные магниты 8 и 9, а на раме лебедки и корпусе ротора установлены герметичные магнито- управляемые контакты - герконы 10 и 11, включенные соответственно в цепь лебедки и цепь ротора. При вращении барабана лебедки или стола ротора сигнал с герконов 10 и 11 поступает на счетчики-фиксаторы 12 и 13, выдающие импульсы на реле времени 16 через дискретные выключатели 14 и 15. К реле времени 16 подключен световой и звуковой сигнал 17.

Устройство работает следующим образом.

По мере спуска бурильных труб в скважину их вес увеличивается. Тензорезистор 4, воспринимающий нагрузку на узле крепления неподвижного конца каната, изменяет свое сопротивление, а соответственно и напряжение и подает сигнал на реле 6. При нагрузке, соответствующей весу бурильной колонны, опущенной в прихватоопасную зону, тензорезистор 4 подает на реле 6 напряжение определенной величины, достаточной для включения реле 6. Далее сигнал подается непосредственно на реле времени 16, начинающее отсчет времени. Если имеет место остановка бурильной колонны, то по окончании установленного отрезка времени, например 10 мин, включается световой и звуковой сигнал 17. Но если до истечения 10 мин начинает работать лебедка, то импульсы при замыкании геркона 10 поступают на счетчик-фиксатор 12, который после определенного числа оборотов выдает импульсы через дискретный выключатель 14 на реле времени 16, что приводит к сбросу сделанного отсчета времени и началу нового. В это время цепь ротора отключена и электрические сигналы через нее не проходят.

В случае, если бурильная колонна с соответствующим весом разгружается на роторе, то нагрузку воспринимает тензорезистор 5, подающий сигнал на реле 7, замыкающее цепь ротора. Работа цепи ротора идентична работе цепи лебедки. В это время цепь лебедки отключена. Если бурильная колонна разгружена на роторе и неподвижна, то начинается отсчет установленного времени. В этом случае вращение ротора сигнал с геркона 11 через счетчик- фиксатор 13 и дискретный выключатель 15 подается на реле времени 16, что приводит к сбросу сделанного отсчета и началу нового.

Таким образом, при спуско-подъемных операциях или при бурении в прихватоопас- нойзоне включается соответствующая цепь устройства, и в случае, когда длительность остановки лебедки или ротора менее установленного на реле 16 промежутка времени, включения сигнала 16 не происходит.

Выполнение датчика нагрузки на тензорезисторах, которые установлены на узле крепления неподвижного конца каната и на нижней части стола ротора, позволяет тен- зорезисторами воспринимать нагрузку, соответствующую весу бурильной колонны, опущенной в прихватоопасную зону, включать соответствующую цепь устройства, исключить гидромеханическую схему, упростить конструкцию и повысить надежность работы.

Формула изобретения

Устройство предупреждения прихвата бурильного инструмента, содержащее датчик нагрузки, постоянные магниты барабана лебедки и корпуса стола ротора, контакты которых соединены через соответствующие последовательно соединенные

счетчик-фиксатор и дискретный выключатель с входом реле времени, выход которого соединен с сигнализатором, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, датчик нагрузки выполнен на транзисторах, которые установлены на узле крепления неподвижного конца каната и на нижней части стола ротора.

Сущность изобретения: устройство содержит источник питания 1, к которому подключены две параллельные цепи: цепь лебедки и цепь ротора. В цепи лебедки на механизме крепления 2 неподвижного конца каната 3 установлен тензорезистор 4, настроенный на определенную нагрузку,.соответствующую весу бурильной колонны, опущенной в прихватоопаснуюзону. Сигнал с тензорезистора 4 поступает на реле 6, которое замыкает цепь, при соответствующем весе бурильной колонны. В цепи ротора имеется тензорезистор 5, установленный под столом .ротора и воспринимающий вес бурильной колонны, разгруженной на стол ротора. Сигнал с тензорезистора 5 поступает на реле 7, замыкающее цепь ротора. На валу барабанной лебедки и корпусе стола ротора установлены постоянные магниты 8 и 9, и на раме лебедки и корпусе ротора установлены герметичные магнитоуправля- емые контакты - герконы 10 и 11, включенные соответственно в цепь лебедки и цепь ротора. 1 ил. w Ё